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白光LED作为新型的半导体照明光源具有众多优点以及广泛的应用前景。在通用照明领域内,白光LED直接替代白炽灯、荧光灯等照明光源已经成为大势所趋。尽管消费电子用LED驱动芯片的技术和市场已经比较成熟,而家庭照明用LED驱动芯片还有技术瓶颈尚待突破,目前已经成为众多国际知名IC设计公司的竞争领域。本文主要对用于家庭照明的LED驱动芯片进行研究,设计了一款用于LED驱动的市电输入开关电源转换器。由于很少LED驱动器可直接接受220V市电交流输入,AC/DC驱动芯片相比DC/DC驱动芯片具有更深刻的研究价值以及更为艰巨的挑战。
该项目采用BCD0.35μm40V工艺,设计一款功率小于25W的LED驱动芯片。主要应用在室内照明,可支持非隔离反激拓扑结构与隔离反激拓扑结构。主要功能是将全球通用输入电压(范围85VAC至265VAC)转化为25V以内的直流电压,恒流输出用于驱动白光LED,实现室内照明。
所设计的芯片具有以下特点:
脉冲宽度调制(PWM)功能;内部开关频率固定为130kHz,可实现电流模式控制;较高滞回电压(12V)的自举UVLO电路;可通过UVLO/EN引脚对输入启动电压进行编程设置;适合通用AC输入(85VAC至265VAC整流电压输入);逐周期监视流过外部功率MOSFET的电流,从而实现对LED电流的调节。
驱动芯片包括以下功能模块:
简易电压源、带隙基准电路、电流基准源、电压调节器、比较器、内部自举UVLO电路、嵌位电路、误差放大器、热关断电路、过压保护电路、振荡器、前沿消隐电路、逻辑电路、开关管驱动电路等。
该芯片目前尚在流片中,其功能指标还有待测试验证,目标是实现产业化。